Maddaloni, Gennaro (2017) Analisi sperimentale del comportamento di edifici in muratura rinforzati con tecniche e materiali innovativi. [Tesi di dottorato]

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Abstract

Le strutture in muratura portante rappresentano una tra le tipologie costruttive più diffuse nell'ambito del patrimonio edilizio esistente. Purtroppo, l'esperienza acquisita con i recenti terremoti ha messo in luce la vulnerabilità di tali manufatti. Pertanto, il miglioramento sismico di strutture esistenti diventa oggigiorno di vitale importanza, sia per la salvaguardia della vita delle persone sia per la conservazione di edifici di interesse storico-monumentale. In questo campo le tecniche tradizionali di intervento non sempre soddisfano le esigenze strutturali e le esigenze di conservazione, in conformità alle più stringenti regole della moderna cultura del restauro. In questi casi, l'impiego di tecniche innovative può essere utile per risolvere alcune criticità. Il miglioramento delle performance strutturali può essere perseguito attraverso lo sviluppo di sistemi di rinforzo basati su materiali innovativi e tecniche che risultano essere chimicamente, fisicamente e meccanicamente compatibili con i materiali esistenti. La presente tesi si pone come obiettivo principale l'analisi del comportamento di strutture in muratura nei confronti di azioni sismiche. Sulla base della risposta sismica di tali elementi si indaga l'efficacia di tecniche di intervento innovative, atte a ridurrene la vulnerabilità. Lo scopo è stato perseguito mediante la progettazione e l'esecuzione di prove sperimentali su elementi, subassemblaggi e strutture in scala reale e ridotta, testate in condizioni non rinforzate e rinforzate con sistemi in composito di ultima generazione. In particolare si sono investigati alcune tra le più diffuse problematiche relative alle strutture esistenti in muratura: comportamento di un martello murario soggetto ad azioni fuori piano, rinforzato con cuciture armate mediante tubi pultrusi cavi in fibra di carbonio e iniezione di malta di calce; comportamento di pannelli murari soggetti ad azioni nel piano, rinforzati con sistemi in FRCM (Fibre Reinforced Cementitious Matrix); comportamento di colonne in muratura in scala reale soggette a carichi gravitazionali, confinate con differenti sistemi in FRCM con o senza la presenza di rinforzo interno mediante barre pultruse in GFRP o barre in acciaio inox elicoidali; comportamento globale mediante prove su tavola vibrante di un edificio in muratura tipico dell'area mediterranea in scala 1:2, rinforzato con differenti tecniche innovative a seguito del danno prodotto. Le tecniche di intervento adottate, oltre ad assolvere la propria funzione di mitigazione del rischio sono risultate idonee a risolvere i problemi emersi nel corso degli anni a causa dell'adozione di tecniche tradizionali, offrendo risultati soddisfacenti sia dal punto di vista della sicurezza strutturale che della compatibilità al supporto murario e nell'ottica della sostenibilità dell'intervento. Ciò potrà consentire in futuro la calibrazione di opportune formulazioni teoriche da inserire in documenti pre-normativi e/o normativi al fine di rendere gli interventi con tali tecniche facilmente adottabili e progettabili dai professionisti del settore.

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